“六化一體”工程實訓運行模式的探索與實踐

杜 坡，孫 鳳，段振云，田 暢，金俊杰

（沈陽工業(yè)大學 工程實訓中心，遼寧 沈陽 110870）

現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展對工程師的工程實踐能力提出了越來越高的要求，工程訓練已經成為高校培養(yǎng)高素質工科人才不可或缺的一個重要環(huán)節(jié)，它擔負著全面提高本科生工程素質和工程實踐能力，培養(yǎng)復合型、應用型和創(chuàng)新型現(xiàn)代工程技術人才的重要任務[1-3]。現(xiàn)代科技和工業(yè)的飛速發(fā)展，制造技術的日新月異，新材料、新技術、新工藝的不斷涌現(xiàn)，使工程訓練課程的教學內容不斷更新和豐富[4-6]。為滿足社會發(fā)展對高素質人才培養(yǎng)的需要[7-8]，優(yōu)化教學資源配置與教學管理、進行工程實訓教學模式改革迫在眉睫。如何在現(xiàn)有工程實訓中心的基礎上，有效整合資源，挖掘潛在力量，探索出一套切實、有效的實訓運行模式，對我國工程教育實踐改革有重要意義[9-11]。本文針對工程實訓教學運行模式不完善、應用型人才培養(yǎng)目標達成困難等問題[12-15]，展開深入分析研究，提出“六化一體”工程實訓運行模式，改善工程實訓教學效果，不斷提升人才供給質量和水平。

1 “六化一體”工程實訓運行模式的構建

為解決實訓教學體系不能滿足學生工程能力和創(chuàng)新意識培養(yǎng)需求、實訓教學實施過程單一、實訓教學保障缺乏系統(tǒng)性等問題，我校工程實訓中心（以下簡稱“中心”）在基礎制造技術、先進制造技術、電工電子技術、典型機床虛實結合制造工藝、數(shù)字化工廠級柔性制造技術、PLC 綜合實訓、大學生創(chuàng)新實踐等七大實訓平臺基礎上，構建了以層次化實訓體系為主體，模塊化實訓內容與多樣化實訓方式相輔相成，多元化實訓隊伍、規(guī)范化安全體系和信息化實訓管理為保障的“六化一體”工程實訓運行模式。

1.1 實訓體系層次化

中心構建了“基礎工程認知—基本技能訓練—綜合能力訓練—創(chuàng)新能力訓練”有機銜接，學生工程感性認知、基礎實踐能力、專業(yè)實踐能力、工程創(chuàng)新能力逐級遞進，科學合理的層次化工程實訓教學體系，如圖1 所示。

基礎工程認知依托中心所有實訓平臺，面向全校大一學生，旨在培養(yǎng)學生工程認知能力，為后續(xù)的實踐和理論學習提供工程基礎。基本技能訓練依托基礎制造技術、先進制造技術、電工電子技術等實訓平臺，面向工科及近工科專業(yè)大一、大二學生，旨在培養(yǎng)學生單一工種操作技能，使學生掌握裝備制造業(yè)基本加工方法，提高學生的動手能力，培養(yǎng)初步的創(chuàng)新能力。綜合能力訓練依托典型機床虛實結合制造工藝、數(shù)字化工廠級柔性制造技術、PLC 綜合實訓等綜合實訓平臺，面向工科及近工科專業(yè)大三學生，旨在培養(yǎng)學生工程實踐能力，使學生建立現(xiàn)代工程技術體系概念，實現(xiàn)從單一機械制造實習向多學科交叉綜合訓練的轉變，從工程技能訓練向技管結合訓練的轉變。創(chuàng)新能力訓練依托大學生創(chuàng)新實踐平臺，面向全校大三、大四學生，旨在培養(yǎng)學生創(chuàng)新精神、工程應用能力及大工程意識。

圖1 工程實訓教學體系

1.2 實訓內容模塊化

中心針對各學院實踐能力方面的培養(yǎng)目標及畢業(yè)要求，在現(xiàn)有實訓項目的基礎上進行了資源整合，建立了涵蓋完整的、適應現(xiàn)代工業(yè)生產要求的工程實踐訓練內容模塊，形成“針對性強、層次分明、類型多樣”的訓練內容模塊化體系。模塊化體系是由若干個完整的模塊構成的。不同專業(yè)可從中選擇不同項目組成模塊化的特色課程體系，以達到不同專業(yè)學生培養(yǎng)的不同要求，實現(xiàn)因“材”施教。模塊化教學能夠突破學科專業(yè)領域界限，靈活地設計和組織具有不同作用的課程模塊，從而構建具有不同培養(yǎng)目標的訓練體系，以滿足學生的全面發(fā)展需求。此外，訓練內容模塊的規(guī)模小，容易操作和實施，有利于判定工程素養(yǎng)、實踐能力方面的畢業(yè)要求與培養(yǎng)目標的達成度。模塊化的教學內容還有利于隨著新項目的開發(fā)運行，對教學作出快速調整。以金屬工藝實習為例，中心將實訓內容分為六大模塊，根據(jù)不同專業(yè)需求調整各實訓教學模塊和實訓時間，來滿足不同專業(yè)學生的實訓要求，如表1 所示。

1.3 實訓方式多樣化

為增加學生實訓興趣，強化理論與實踐知識，提高實訓教學效果，教學過程中，在理論課堂引入工程實訓知識體系，在工種課堂細化知識要點，用分組演示明確操作要領，用個別指導解決領悟差異，用網絡資源彌補課堂知識體系缺陷，使這五個方面相互融合、互為補充，全面覆蓋學生知識體系。實訓教學流程如圖2 所示。主要依托平臺中的若干子項目，先從簡單的理論切入，再以實際操作為重點，然后通過一些典型零件的加工，使學生能夠具備獨立完成中等復雜零件加工能力，實現(xiàn)對學生實際操作能力的培養(yǎng)。在每個工種的實訓項目安排中，都設有創(chuàng)意類實訓項目，從而不斷提高學生的創(chuàng)新能力。理論課堂可使學生對生產方式和工藝過程有全面認知，并能夠初步建立起質量、安全、環(huán)保等工程意識。工種課堂主要針對重要工藝進行深入講解，從而為達到更好的教學效果奠定基礎。為了培養(yǎng)學生的團隊意識，實訓教學采取分組方式進行。教師還利用學生的反饋信息，針對學生的特殊情況給予個別指導，保證所有學生都順利完成實訓內容。此外，通過教學管理系統(tǒng)完成網絡在線學習與測試，給學生提供便利的學習平臺。

表1 金屬工藝實訓內容與時間安排

圖2 實訓教學流程圖

1.4 實訓隊伍多元化

中心從原有人員組成結構出發(fā)，結合各實訓平臺教學需要，完善了教師、工程師、技師、企業(yè)講師等多師合作授課、各司其職、互補互促的多元化教學隊伍。多元化教師隊伍分工合作，教師主要承擔專業(yè)理論內容的教學，包括專業(yè)基礎課程、實訓課程中的理論內容部分；工程師主要承擔中心項目式教學內容；技師主要負責對基礎實訓設備進行講解，并指導學生對設備的操作；企業(yè)講師每月輪流在中心指導實訓教學工作，主要負責對畢業(yè)生提供崗前培訓、舉辦創(chuàng)新講座等工作。中心還將各類教師按專業(yè)方向編成項目組，探討專業(yè)問題，共同提高專業(yè)理論和實踐教學水平，實現(xiàn)理實結合向理實融合的轉變。各類教師間相互合作，以實訓項目驅動教學，共同完成課程教學及教材編寫，開發(fā)試題庫和實訓方案，實現(xiàn)理實一體化教學，如圖3 所示。多元化教學隊伍積極配合，在教學過程中使理論與實踐互相滲透，不斷更新和調整實訓方法、實訓手段和實訓內容，使實訓教學保持科學性、先進性和前瞻性。

圖3 多元化師資隊伍構成及任務分工框圖

1.5 實訓安全規(guī)范化

為保證實訓教學安全，中心制定了“三級一專無死角”的規(guī)范化安全保障體系，如圖4 所示。在工程實訓中心層面完成全員安全教育，在工種層面完成分組安全教育，在指導教師層面完成個別安全教育，實現(xiàn)完善的“三級”安全教育制度，并安排一名專職安全督察員，時刻巡查操作安全、設備安全及環(huán)境安全。此外，在所有需要設立警示標志的地方實現(xiàn)安全警示無死角，全方位保障實訓教學安全。

圖4 實訓安全保障體系

1.6 實訓管理信息化

為便于信息化教學及資源管理，中心建立了分布式信息化教學管理系統(tǒng)，如圖5 所示。系統(tǒng)提供在線實訓課程和仿真平臺，最大程度滿足學生要求。同時系統(tǒng)可實現(xiàn)題庫系統(tǒng)管理及對學生模擬考試等功能，加強對學生的考核力度。分布式信息化教學管理系統(tǒng)還提供了實訓中心資源管理服務，結合各實訓部門實際情況，開展面向學生的開放服務，讓學生有機會在課外開展實踐與創(chuàng)新。系統(tǒng)提供了網上實訓預約、實訓場地與設備管理、物料倉儲管理等功能，實現(xiàn)了中心各類資源數(shù)據(jù)的集中管理。

圖5 中心分布式信息化教學管理系統(tǒng)

2 依托“六化一體”運行新模式，全面實現(xiàn)人才培養(yǎng)目標

根據(jù)我校人才培養(yǎng)目標定位，經過不斷探索與嘗試，中心提出一識多能型人才培養(yǎng)目標，即大工程意識、工程實踐能力、創(chuàng)新能力、跨職業(yè)專業(yè)能力和團隊協(xié)作等能力。為達成一識多能型人才培養(yǎng)目標，工程實訓教學貫穿學生本科培養(yǎng)的全過程，保證實踐教學“四年不斷線”，滿足不同層次學生的需求。根據(jù)不同專業(yè)實訓教學計劃要求，安排不同類型的實訓內容。實訓過程中以基本操作、創(chuàng)意類項目、綜合實訓項目、創(chuàng)新競賽等多樣化教學方式全覆蓋培養(yǎng)目標。為保障培養(yǎng)目標達成，根據(jù)實訓教學需要，采用多元化的實訓教師隊伍。為保障實訓教學安全，各年級學生均需進行“三級”安全教育培訓，提高學生安全保護意識。為保障實訓教學效果，基于教學管理系統(tǒng)，學生完成網絡相關課程培訓，提高實訓教學質量。六大方面協(xié)同配合，匯聚合力，形成“一體兩翼三保障”的立體化實訓架構，推動中心各項工作的高效運轉，全力保障一識多能型人才培養(yǎng)目標的實現(xiàn)，如圖6 所示。

圖6 一識多能型人才培養(yǎng)目標實現(xiàn)框架

3 實施成效

3.1 增強了學生的工程實踐能力，實訓成績有效提高

中心每年接待6000 余學生實訓、實習、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學習，學生涵蓋了工程機械學院、電氣工程學院、信息科學與工程學院、理學院、材料學院、管理學院等相關學院。由相關專業(yè)金屬工藝實訓平均成績對比可知（見圖7），“六化一體”工程實訓運行模式實施后，學生實訓成績明顯提高，應用效果顯著，為一識多能型人才培養(yǎng)奠定了堅實的基礎。

圖7 “六化一體”工程實訓運行模式實施前后金屬工藝實習成績對比

3.2 有效提升學生的創(chuàng)新能力，屢獲獎項，成果斐然

我校每年有30%的學生活躍在各類競賽活動中，近年來共5000 余人次參加機械創(chuàng)新設計大賽、工程訓練綜合能力大賽、“互聯(lián)網+”大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽等熱門賽事，獲得50 項國際獎項、125 項國家級獎項、671 項省級獎項。

3.3 有效提升實訓育人質量，教學成果頗豐

工程實訓教學資源大幅優(yōu)化，教學規(guī)劃、模式、管理更加科學，整體實訓育人質量有效提升。結合我校工程實訓教學特色，編寫了工程實訓教程、產品制造技術基礎等方面的3 部公開出版教材以及5 部校內指導書。工程實訓教學改革榮獲省級教改成果二等獎1 項，獲批省級教改項目3 項、校級教改項目8 項。

4 結語

我校工程實訓中心“六化一體”實訓教學模式的運行，推動了工程實訓體系、教學內容和教學方法與手段的改革與創(chuàng)新，完善了多師融合、互補互促的教學隊伍，構建了規(guī)范化的安全體系，保障實訓教學安全，實現(xiàn)了實訓教學及實訓資源管理信息化，調動了學生工程實訓的積極性，提高了一識多能型人才培養(yǎng)質量和實踐教學水平。在培養(yǎng)學生大工程意識、實踐能力、創(chuàng)新能力等綜合素質方面取得了一定成效。